论文部分内容阅读
摘要:建筑节能是一项系统的工程,不仅需要从法制层面上进行规范,还要从设计、施工、使用等各个方面采用科学合理的技术实现节能。本文介绍了建筑在设计时采用节能设计方法,以降低建筑能耗,实现可持续发展。
关键词:建筑设计;节能技术;环境空间
随着我国经济高速发展,建筑能耗逐年大幅上升,已达全社会能源消耗量的三分之一。我国现有建筑面积为400亿m2,绝大部分为高能耗建筑,且每年新建建筑近20亿m2,其中大部分仍是高能耗建筑。如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大上负担,因此建筑行业全面节能势在必行。
全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。
全面的建筑节能,就是建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。是指建筑在選址、规划、设计、建造和使用过程中,通过采用节能型的建筑材料、产品和设备,执行建筑节能标准,加强建筑物节能设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。
全面的建筑节能是一项系统工程,必须由政府主导,由国家立法,对建筑节能做出全面的、明确的政策规定;必须由相关部门按照国家的节能政策,制定全面的建筑节能标准;必须由设计、施工、各级监督管理部门、开发商、运行管理部门、用户等各个环节,按照国家的节能政策和节能标准的规定,全面地、严格地采取节能措施,使每一位公民真正树立起全面的建筑节能观,将建筑节能真正落到实处。
首先需在建筑设计中真正贯彻落实全面的建筑'节能。
1、整体及外部环境的节能设计
建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能的目的。
1.1、合理选址
建筑选址要根据当地的气候、地质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中,既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境,为建筑节能创造条件,同时又要不破坏整体生态环境的平衡。
1.2、合理的外部环境设计
在建筑选址确定之后,应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境。主要方法有:①在建筑周围布置树木、植被,既能有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪;②创造人工自然环境,如在建筑附近设置水体,利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等作用。
1.3、合理的规划和体型设计
合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。像蒙古包的圆形平面,圆锥形屋顶能有效地适应草原的恶劣气候,起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果;对于沿海湿热地区,引入自然通风对节能非常重要,在规划布局上,可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压,即使在无风时也能形成通风,在建筑体型设计上形成风洞,使自然风在其中回旋,得到极好的通风效果,达到节能的日的。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并减少太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计要考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等各种条件的制约,要想使建筑物的朝向同时满足夏季防热和冬季保温是很困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向,尽量避免东西向日晒并迎向夏季主导风向。
2单体的节能设计
单体的节能设计,主要是通过对建筑各部分的节能构造设汁、建筑内部空间的合理分隔设计,以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等,来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件,以达到节能和改善室内微气候环境的效果。
2.1建筑各部位的节能构造设计
建筑各部位的节能构造设计,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分的要求之外,通过对各部位(屋顶、楼板、墙体、门窗等)的造型、结构、材料等方面加以进一步设计,充分利用建筑外部气候环境条件和材料性能,达到节能和改善室内微气候环境的效果。
(1)屋顶的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,其节能比例在顶层用户中占有较大比例。主要节能措施为:①实体材料保温隔热;②采用阁楼隔热(坡屋顶);③设置架空空气层隔热;④根据需要,设置蓄水屋面、种植屋面;⑤屋顶采用浅色饰面等。
(2)楼板层的节能设计。夏热冬冷或寒冷、严寒地区,架空楼板或分隔采暖房间与非采暖房间的楼板热量损失教大。主要通过在楼板上做保温层或者在楼板下做吊顶利用其中空空间达到保温隔热效果。
(3)建筑外围墙体的节能设计。外墙是建筑热工设计中的重要维护结构,外墙能耗占总能耗的20%~25%左右。外墙保温隔热形式有:①外墙自保温(采用热工性能良好的单一外墙材料);②在外墙内侧或外侧设置保温材料;③外墙采用浅色饰面层以减少太阳辐射吸收;④通过在东西向外墙设置双层通风隔热墙或设置花格、绿化达到遮阳隔热的效果。墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上,如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体(如水墙)设计、沙漠地区为了适应当地干热气候条件在墙体中的风口设计等。
(4)建筑门窗的节能设计。门窗是维护结构中热工性能最薄弱的部位。据统计资料,在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,解决好门窗节能的问题相当重要。门窗的节能设计应主要考虑:①控制建筑不同朝向的窗墙面积比,尤其是东西朝向应尽量减小窗墙比;②设置遮阳措施,在夏热冬暖地区、夏热冬冷地区以及寒冷地区中制冷负荷大的建筑的外窗(包括透明幕墙)宜设置外部遮阳,可利用阳台、外廊作为自遮阳或在窗外设置活动或固定遮阳设施;③提高门窗保温性能,如采用中空玻璃、断热金属型材、PVC型材等;④;提高窗户隔热性能,如采用热反射玻璃、Low-E玻璃等;⑤加强窗户气密性,采用推拉窗时,气密性等级应提高一级;⑥选择高性能的建筑门窗和幕墙技术,建筑门窗和建筑幕墙要改变消极保温隔热的单一节能观念,把节能和合理利用太阳能、地下热(水)能、风能结合起来积极选择节能和用能(利用太阳能、冷能、风能、地热能)相结合的门窗及幕墙产品;⑦根据需要合理地组织门窗的通风换气,尽量采用自然通风;严寒、寒冷地区建筑的外门宜设门斗或采取其它减少冷风渗透的措施。
(5)建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要,应从以下各部位着手:①热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施;②外墙出挑构件及附墙部件,如阳台、雨罩、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施;③窗口外侧四周墙面,应进行保温处理;④门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不同材料界面开裂,影响门、窗的热工性能;⑥采用全玻璃幕墙时,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙,应填充保温材料。
2.2合理的建筑空间设计
合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔),以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。
2.3选用建筑节能材料
合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。①随着科技的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能效果。
关键词:建筑设计;节能技术;环境空间
随着我国经济高速发展,建筑能耗逐年大幅上升,已达全社会能源消耗量的三分之一。我国现有建筑面积为400亿m2,绝大部分为高能耗建筑,且每年新建建筑近20亿m2,其中大部分仍是高能耗建筑。如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大上负担,因此建筑行业全面节能势在必行。
全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。
全面的建筑节能,就是建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。是指建筑在選址、规划、设计、建造和使用过程中,通过采用节能型的建筑材料、产品和设备,执行建筑节能标准,加强建筑物节能设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。
全面的建筑节能是一项系统工程,必须由政府主导,由国家立法,对建筑节能做出全面的、明确的政策规定;必须由相关部门按照国家的节能政策,制定全面的建筑节能标准;必须由设计、施工、各级监督管理部门、开发商、运行管理部门、用户等各个环节,按照国家的节能政策和节能标准的规定,全面地、严格地采取节能措施,使每一位公民真正树立起全面的建筑节能观,将建筑节能真正落到实处。
首先需在建筑设计中真正贯彻落实全面的建筑'节能。
1、整体及外部环境的节能设计
建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能的目的。
1.1、合理选址
建筑选址要根据当地的气候、地质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中,既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境,为建筑节能创造条件,同时又要不破坏整体生态环境的平衡。
1.2、合理的外部环境设计
在建筑选址确定之后,应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境。主要方法有:①在建筑周围布置树木、植被,既能有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪;②创造人工自然环境,如在建筑附近设置水体,利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等作用。
1.3、合理的规划和体型设计
合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。像蒙古包的圆形平面,圆锥形屋顶能有效地适应草原的恶劣气候,起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果;对于沿海湿热地区,引入自然通风对节能非常重要,在规划布局上,可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压,即使在无风时也能形成通风,在建筑体型设计上形成风洞,使自然风在其中回旋,得到极好的通风效果,达到节能的日的。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并减少太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计要考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等各种条件的制约,要想使建筑物的朝向同时满足夏季防热和冬季保温是很困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向,尽量避免东西向日晒并迎向夏季主导风向。
2单体的节能设计
单体的节能设计,主要是通过对建筑各部分的节能构造设汁、建筑内部空间的合理分隔设计,以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等,来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件,以达到节能和改善室内微气候环境的效果。
2.1建筑各部位的节能构造设计
建筑各部位的节能构造设计,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分的要求之外,通过对各部位(屋顶、楼板、墙体、门窗等)的造型、结构、材料等方面加以进一步设计,充分利用建筑外部气候环境条件和材料性能,达到节能和改善室内微气候环境的效果。
(1)屋顶的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,其节能比例在顶层用户中占有较大比例。主要节能措施为:①实体材料保温隔热;②采用阁楼隔热(坡屋顶);③设置架空空气层隔热;④根据需要,设置蓄水屋面、种植屋面;⑤屋顶采用浅色饰面等。
(2)楼板层的节能设计。夏热冬冷或寒冷、严寒地区,架空楼板或分隔采暖房间与非采暖房间的楼板热量损失教大。主要通过在楼板上做保温层或者在楼板下做吊顶利用其中空空间达到保温隔热效果。
(3)建筑外围墙体的节能设计。外墙是建筑热工设计中的重要维护结构,外墙能耗占总能耗的20%~25%左右。外墙保温隔热形式有:①外墙自保温(采用热工性能良好的单一外墙材料);②在外墙内侧或外侧设置保温材料;③外墙采用浅色饰面层以减少太阳辐射吸收;④通过在东西向外墙设置双层通风隔热墙或设置花格、绿化达到遮阳隔热的效果。墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上,如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体(如水墙)设计、沙漠地区为了适应当地干热气候条件在墙体中的风口设计等。
(4)建筑门窗的节能设计。门窗是维护结构中热工性能最薄弱的部位。据统计资料,在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,解决好门窗节能的问题相当重要。门窗的节能设计应主要考虑:①控制建筑不同朝向的窗墙面积比,尤其是东西朝向应尽量减小窗墙比;②设置遮阳措施,在夏热冬暖地区、夏热冬冷地区以及寒冷地区中制冷负荷大的建筑的外窗(包括透明幕墙)宜设置外部遮阳,可利用阳台、外廊作为自遮阳或在窗外设置活动或固定遮阳设施;③提高门窗保温性能,如采用中空玻璃、断热金属型材、PVC型材等;④;提高窗户隔热性能,如采用热反射玻璃、Low-E玻璃等;⑤加强窗户气密性,采用推拉窗时,气密性等级应提高一级;⑥选择高性能的建筑门窗和幕墙技术,建筑门窗和建筑幕墙要改变消极保温隔热的单一节能观念,把节能和合理利用太阳能、地下热(水)能、风能结合起来积极选择节能和用能(利用太阳能、冷能、风能、地热能)相结合的门窗及幕墙产品;⑦根据需要合理地组织门窗的通风换气,尽量采用自然通风;严寒、寒冷地区建筑的外门宜设门斗或采取其它减少冷风渗透的措施。
(5)建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要,应从以下各部位着手:①热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施;②外墙出挑构件及附墙部件,如阳台、雨罩、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施;③窗口外侧四周墙面,应进行保温处理;④门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不同材料界面开裂,影响门、窗的热工性能;⑥采用全玻璃幕墙时,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙,应填充保温材料。
2.2合理的建筑空间设计
合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔),以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。
2.3选用建筑节能材料
合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。①随着科技的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能效果。